珊瑚礁生态系统模型研究现状及热点分析

以Web of Science数据库中的Web of Science ~(TM)核心合集和中国期刊全文数据库为数据源,对2018年10月前国内外发表的珊瑚礁生态系统模型研究相关文献进行计量分析,评估该领域的研究现状及热点。研究表明:国外珊瑚礁生态系统模型研究起始于1974年,相关文献的发文量整体呈大幅度增长趋势;国内研究于1997年起步,发文量增长较缓慢,近三年显著增加。高频关键词统计分析可以看出,国外对于珊瑚礁中生活的各种生物及其生态分布研究较为广泛,生态系统的生物群落多样性是该领域的研究热点,关于珊瑚礁生态系统风险、威胁、胁迫和修复的模型研究近几年有所起色,在今后一段时间内将是该领域的主要研究趋势。国内相关研究局限于珊瑚礁地质环境与波浪传播等方面,应在扩大研究范围的同时,将重点放在珊瑚礁生态系统退化诊断与修复的探究上。     

基于logistic模型的中国自然保护区增长动态分析

中国自然保护区建设已由数量扩张型进入质量效益型的新阶段,运用自然保护区统计年鉴数据,基于logistic模型,借助R语言,对自然保护区发展上限进行了估算。同时,运用高等数据曲线曲率求导方法,对发展阶段进行划分,对持续时长和增长速度进行了测算。结果表明:①面积理论饱和值为15470.00万hm~2;②将自然保护区发展历程分为缓慢起步期(1956—1989年)、快速发展期(1990—2008年)和稳定完善期(2009—至今);③目前则处于稳定完善期,面积已渐近饱和值,数量仍在小幅度增加。希望本研究结果能为自然保护区主管部门制定管理政策、规划以及整合组建以国家公园为主体的自然保护地体系提供参考。     

单核细胞的原代分离方法优化及其炎症激活模型的构建

为了得到高纯度高得率的单核细胞(monocyte)并分析其在血栓发生中的作用,本研究利用10位健康人的血样分离出单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC),并通过免疫磁珠分选来获得单核细胞,测定PBMC与单核细胞的得率。通过制备血浆中的高丰度蛋白β2GPI,并与其抗体构成抗原抗体复合物来刺激细胞培养,通过荧光定量PCR检测细胞培养基中组织因子TF和TNF-α的含量,构建单核细胞炎症激活模型。实验结果显示单核细胞的得率较高,纯度和活性较好,且β2GPI纯化效果好。荧光定量PCR结果显示,与对照组相比,添加β2GPI抗原抗体复合物的实验组TF与TNF-αmRNA表达量明显增多。本实验表明纯化的单核细胞被充分激活,在细胞水平上为研究机体炎症反应和血栓形成的分子机理提供了炎症模型。     

基于CLIMEX预测黑角负泥虫在中国的潜在地理分布

【目的】研究黑角负泥虫在我国的潜在地理分布及其入侵风险程度。【方法】运用适生性分析软件CLIMEX 4. 0对黑角负泥虫在我国的潜在地理分布进行模拟,将模拟结果在地理信息系统软件Arc GIS10.2下进行插值分析,并绘制黑角负泥虫的潜在地理分布示意图。【结果】黑角负泥虫高度适生区主要集中在我国的华北平原、黄土高原南部及云贵高原北部;中度适生区主要集中在华北平原北部、黄土高原北部及东北平原地区;低度适生区则多分布在中高度适生区的过渡区域及我国新疆天山南北两侧地区。限制黑角负泥虫在我国分布的主要胁迫因素为干胁迫和冷胁迫,且其影响的区域主要分布在我国的西北和东北地区。【结论】黑角负泥虫在我国潜在地理分布范围广,适生程度高。目前,黑角负泥虫已经传播到我国的新疆和内蒙古等省(自治区),但由于地理隔离的存在和自身较弱的扩散条件,并没有传入气候适宜度较高的东部地区。随着东西部经济交流的不断增多,黑角负泥虫随人为因素进一步扩散的可能性将不断增加。因此,建议检疫部门做好检疫工作,严防黑角负泥虫的传播扩散。     

国产西罗莫司与原研品在体内外对细胞影响的比较实验

目的探讨国产西罗莫司与原研品对移植宿主外周血中免疫细胞的影响效果。方法体外实验:人膀胱癌T24细胞体外培养,分别加入国产西罗莫司和原研品,CKK-8法检测并比较细胞增殖活性受抑制的情况。体内实验:建立小鼠异位心脏移植模型,设立对照无手术组(对照组)、移植无治疗组(Tx组)、移植+国产西罗莫司组(Tx+YXK组)、移植+原研品组(Tx+RAPA组)。观察移植心脏搏动情况,受者脾脏的流式细胞学检测,以及脾脏及移植物中免疫细胞浸润的病理检查。流式细胞检测树突状细胞(DC),CD8+细胞和调节性T细胞(Treg),病理组织学检测及免疫组化染色比较两组免疫细胞浸润情况。两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验。结果体外实验结果显示,国产西罗莫司与原研品对T24细胞活力影响的差异无统计学意义(P>0.05)。体内实验结果显示,Tx组移植心脏于第7天停止搏动,Tx+YXK组和Tx+RAPA组在第10天心脏搏动仍有力、节律正常。(1)脾脏流式细胞检测显示,与对照组、Tx组比较,Tx+RAPA组、Tx+YXK组CD11c+I-A+CD86+DC细胞(15.88±4.73、22.90±3.86比4.51±1.57、5.40±2.54)、CD8+淋巴细胞数量(6.32±0.98、6.75±1.34比3.03±1.12、3.23±0.97)均降低,而Tx+RAPA组CD4+CD25+Foxp3+阳性细胞数量(15.06±3.42比7.87±1.95,10.88±2.08)升高(P均<0.05)。Tx+YXK组和Tx+RAPA组3种免疫细胞数量差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)移植心脏病理免疫细胞组化染色灰度分析,Tx组、Tx+YXK组和Tx+RAPA组CD4,CD8,IDO和CD11b数量差异无统计学意义(P>0.05),与Tx组比较,Tx+RAPA组和Tx+YXK组CD11c(25143.52±3525.12比12936.30±766.94、14240.60±3124.67)、Foxp3阳性细胞浸润数量(500.78±238.33比46.05±68.16、49.22±25.82)降低(P均<0.05),Tx+YXK组和Tx+RAPA组比较差异无统计学意义(P>0.05)。(3)模型动物脾脏病理免疫细胞组化染色灰度分析,Tx组CD 4和CD8阳性细胞浸润数量较Tx+YXK组和Tx+RAPA组少,但差异无统计学意义(P>0.05),Tx+YXK组和Tx+RAPA组比较,各种细胞染色的IOD值差异均无统计学意义。结论使用国产西罗莫司与原研品两种药物后受者移植心脏和脾脏中的细胞浸润变化一致;在体外对细胞增殖、移植后抗排斥作用和体内免疫细胞的影响表现均一致。     

赤水河外来鱼类尖头(鱥)和董氏须鳅的引种溯源及生态适应性分析

历史上,赤水河流域干流及支流的鱼类物种组成中未曾出现过尖头 （Rhynchocypris oxycephalus）和董氏须鳅（Barbatula toni）。但是,近年来在赤水河支流白沙河的鱼类资源调查中发现了这两个物种的分布,其来源及未来的生存可能性受到关注。本研究比较了尖头 赤水河野外种群与养殖种群形态上的差异;基于线粒体Cyt b基因序列,分析了赤水河流域尖头 和董氏须鳅的来源,并通过生态位模型分析了这两种鱼在赤水河流域的生态适应性。形态数据结果表明,尖头 在赤水河的野外种群与养殖种群的个体大小存在显著差异,养殖种群的体长、尾柄长、尾柄高3个形态数据均高于野外种群。分子系统发育分析结果显示,尖头 赤水河流域野外种群及养殖种群与辽宁杨运种群聚为一支,董氏须鳅则与来自内蒙古、辽宁和河北的种群聚为一支。生态位模型分析表明,赤水河支流白沙河具有尖头 的中度适生区,其适生性概率为0.620;而董氏须鳅在该区域的适生性概率较低,仅为0.025,这可能与该物种已有分布数据较少有关。采样中发现白沙河实际采样点的水温较低,与北方分布点的水温接近,推测该区域仍具备尖头 和董氏须鳅生存的条件。综上所述,赤水河流域的尖头 和董氏须鳅均为来自东北地区的外来种,且能适应赤水河的生态环境。这与现场访问结果一致,未来需要加强种群监测以防成为外来入侵种。     

浙江九龙山国家级自然保护区黑熊活动监测 及其华东地区潜在分布区预测

2017至2020年,在浙江九龙山国家级自然保护区内及周边网格化布设63台Ltl-6210MC红外相机,对区内的黑熊(Ursus thibetanus)及其同域物种进行调查。监测期间,5台红外相机共拍摄到9张黑熊活动照片和6次黑熊活动视频,提取到7次黑熊有效照片。根据本次监测到的黑熊位点与文献记录,共确定华东地区黑熊出现位点14个。基于黑熊栖息地特征选择土地利用和7个生境因子为预测背景,利用物种分布模型预测黑熊在华东地区的潜在分布区。为提高预测的精准度,采用了biomod 2软件包中的10种模型算法,并用真实技能统计值(TSS)和曲线下面积值(AUC)来评估这10种算法,只有当TSS值超过0.8且AUC值大于0.9时,才使用该模型算法预测物种的潜在分布区。结果表明:(1)推测保护区内现存2或3只黑熊;(2)最冷月份最低温(Bio6)和最湿季节降水量(Bio16)是限制黑熊分布的主要环境因子;(3)黑熊在华东地区存在3个主要潜在分布区,即浙–赣潜在分布区、浙–赣–皖潜在分布区和浙–皖潜在分布区,适生区面积约为317km~2。综上所述,这些结果可为加强华东地区黑熊的保护提供一定的资料。     

全球变化格局下重要传粉昆虫大蜜蜂的潜在适生区变化

【目的】当前全球气候变化、土地利用改变、人类活动加剧等正威胁着传粉昆虫的多样性及分布;蜜蜂是生态系统中重要的传粉昆虫类群,对气候、环境变化响应敏感。本研究以重要的传粉昆虫大蜜蜂Apis dorsata为对象,探讨全球变化格局下其潜在适生区变化以及影响其分布的关键因子。【方法】通过文献、馆藏和野外调查系统收集了全球范围内大蜜蜂的物种分布数据,使用13个环境变量通过MaxEnt模型模拟了大蜜蜂当前的潜在适生区;使用9个气候变量并结合公共地球系统模型(CCSM4)模拟了大蜜蜂过去、当前和未来的潜在适生区。【结果】AUC比率显示MaxEnt模型对大蜜蜂的潜在适生区模拟具有较高的准确性,模拟结果表明大蜜蜂的中高潜在适生区主要分布在南亚和东南亚湿润的热带雨林、热带季节性雨林和低地雨林。人类影响、温度季节性变化、等温性、最冷季均温和海拔是影响大蜜蜂潜在适生区的5个最主要因子;在人类影响下大蜜蜂的潜在适生区向山区和连片的湿润常绿森林区收缩,中高潜在适生区显著减少且呈破碎化趋势。基于9个气候变量和CCSM4气候模型对过去、当前和未来的模拟结果显示：在过去的末次冰盛期,东南亚地区可能是大蜜蜂的避难所;在未来,广布于热带地区的大蜜蜂适生区与当前的相近,且部分地区适生指数升高。【结论】基于气候的模拟结果显示大蜜蜂能积极应对未来气候变暖,但随人类活动的加剧及全球气候变化,大蜜蜂仍然面临较大的威胁,需要加强其在南亚和东南亚的中高潜在适生区的重视和保护。     

基于MaxEnt模型的甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区北山羊生境评估

明晰甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区珍稀濒危物种北山羊的分布格局,并阐释气候变化和人类活动对北山羊的影响,对今后北山羊生境管理和物种保护具有重要意义。基于北山羊实测分布点记录和环境变量数据,结合MaxEnt模型和ArcGIS空间分析功能,利用CMIP6的8个气候模式均值预测中度发展路径（SSP2-4.5）下,基准期（1970-2000年）和未来气候（2041-2060年、2081-2100年）变化情景下,甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区北山羊的潜在适生区分布范围及变化,并综合贡献率和置换重要性值对北山羊生境选择关键环境因子进行了分析。研究结果表明：（1） MaxEnt模型的预测精度较高,三种气候条件下ROC曲线下面积（AUC,Area Under Curve）>0.97,且真实技巧统计（TSS,True Skill Statistic）>0.90,模拟结果可靠。（2）影响北山羊生境选择的主要环境因子为气候条件（降水量季节性变异系数和等温性）、海拔和人为干扰（距泉和居名点距离）。水是保护区北山羊生存的最基本要素,气候条件共同控制北山羊生境条件。此外,北山羊习性决定其生境宜选择高海拔和远离人类活动影响地区。（3）基准期保护区北山羊主要分布在北片和南片高海拔山区,面积365.77 km²（占整个保护区的4.31%）,北山羊适生区面积北片>南片、中高等适生区主要位于保护区北片。（4） CMIP6未来气候变化情景下,随着保护区生态环境改善和濒危物种保护措施的实施,北山羊潜在适生区面积呈增加趋势,但是受北山羊近亲繁殖的影响,整体上北山羊数量和适生区面积增加并不显著且有向南部及高海拔地区转移趋势。     

城市主城区立体模型的构建与风环境模拟——以广州主城区为例

以22 km×21 km的广州主城区为例,以40 m建筑间距作为风道宽度低限、用容积高度对建筑高度赋值和垂向拔高为建模特色,概括构建了城市尺度的立体模型。在此基础上,分别模拟了广州主城区中性流条件下,弱风（2 m/s）和强风（5 m/s）、近地面10、25、50 m三个高度的风环境。模拟表明：来流5 m/s下主城区存在不同风速等级、不同平面形态以及不同高度面的风道;白云山、珠江新城等面积较大的地形或建筑高地形成了减速明显的背风区条带,并相互组合形成了重要的风口和具有较高基面的强风道;在不同高度上主城区风速均由周边向城市中心降低;风道风速强烈地依赖于风道走向,风道风速与走向夹角呈三次函数递减,两者拟合优度R²为0.512。模拟结果很好地呈现了城市尺度宏观地形白云山和建筑密集区相互间的作用,反映了城市尺度模型构建与模拟的优势。